Navigacijos blokas - tai prietaisas, priimantis signalus iš GPS palydovų (angl. Global Positioning System) ir naudojamas objekto, dažniausiai automobilio, padėčiai nustatyti. Šie įrenginiai leidžia vartotojams lengvai rasti ieškomus maršrutus ir kelionės tikslus, pateikdami grafinę ir tekstinę informaciją ekrane.
Automobilio navigacijos sistemos komponentai
Šiuolaikinės automobilių navigacijos sistemos susideda iš daugelio komponentų, kurie veikia kartu, užtikrindami sklandų maršruto nustatymą ir rodymą. Pagrindiniai komponentai apima:
- GPS/GSM antena - priima palydovų signalus, reikalingus vietos nustatymui.
- Centrinis informacijos ir pramogų modulis (angl. Entertainment Head Unit, EHU) - pagrindinis įrenginys, integruojantis įvairias funkcijas, įskaitant navigaciją.
- Pagrindinis navigacijos valdymo blokas (angl. Navigation unit, CU/PU) - atlieka pagrindinius skaičiavimus ir tvarko navigacijos duomenis.
- DVD grotuvas (angl. DVD unit) - kai kuriose sistemose naudojamas žemėlapių duomenims saugoti ir skaityti.
- Informacijos ir pramogų sistemos valdymo pultas (angl. Infotainment system 3, ICM3) - vartotojo sąsaja, leidžianti įvesti kelionės tikslą ir valdyti navigacijos funkcijas.
- Vairo valdymo klavišai (angl. Steering wheel controls) - patogus būdas valdyti navigacijos sistemą neatitraukiant rankų nuo vairo.
- Elektrinė valdymo dalis (angl. Electrical centre, dashboard) ir galinė elektros valdymo dalis (angl. Rear Electrical Centre, REC) - užtikrina elektros energijos tiekimą ir valdymą.
Navigacijos sistemos veikimo principas automobilyje
Automobilio navigacijos sistema veikia sujungdama įvairius daviklius su GPS duomenimis. Įvairūs davikliai detektuoja automobilio greitį, judėjimo kryptį ir kartu su GPS nustato automobilio vietą bei judėjimą. Visa sistema leidžia vairuotojui lengvai rasti ieškomus maršrutus ir kelionės tikslus.
Daugelio senesnių sistemų atveju, kad sistema veiktų, turi būti įdėtas DVD diskas į grotuvą, o ICM modulis perjungtas į NAV opciją. Visi žemėlapiai saugomi DVD diske. Pasirinktas kelionės tikslas įvedamas į sistemą naudojantis ICM modulio klaviatūra. Navigacijos valdymo blokas (CU/PU) apskaičiuoja automobilio lokaciją ir poziciją ir atvaizduoja tai žemėlapyje. Informacija (grafinė ir tekstinė) yra išvedama vartotojui į ekraną.
Globali padėties nustatymo sistema (GPS)
Kas yra GPS?
GPS (angl. Global Positioning System) - tai globalinė padėties nustatymo sistema arba globali padėties nustatymo sistema. Ji leidžia nustatyti objekto koordinates bet kurioje pasaulio vietoje visomis oro sąlygomis, kuomet yra galimybė gauti signalus iš keturių ar daugiau palydovų. Sistemos pagrindas - IT technologijų sąveika su planetą gaubiančiu GPS palydovų tinklu.
GPS sistemos vystymasis
1973 metais JAV pradėjo vystyti GPS projektą, kad būtų galima apeiti prieš tai naudotų navigacinių sistemų trūkumus. GPS sistemoje naudojami 24 palydovai, priklausantys JAV palydovinės navigacijos sistemai NAVSTAR (Navigation Satellite Time and Ranging). Pirmasis GPS palydovas buvo paleistas 1978 m., o visa 24 palydovų sistema pradėjo veikti 1994 metais. GPS palydovai skrieja 6 orbitinėmis trajektorijomis (po 4 kiekvienoje).
Sparti technologijų kaita ir nauji poreikiai tapo akstinu modernizuoti GPS sistemą ir panaudoti naujos kartos GPS III palydovus, kurių pradžia siejama su 1998 metais JAV viceprezidento Al Goro pareikštais pasisakymais. Šiuo metu taip pat yra naudojamos ir tobulinamos kitos padėties nustatymo sistemos.
GPS tikslumas ir jį veikiantys veiksniai
GPS imtuvo vietos nustatymo tikslumas gali siekti nuo 100 metrų iki 1 cm. Tai priklauso nuo naudojamo imtuvo sudėtingumo, naudojamų matavimo ir apskaičiavimo priemonių bei metodų. Civilinės paskirties arba buitiniais GPS imtuvais nustatomų koordinačių neapibrėžtis siekia apie 3-5 m.
Kur reikia didelio tikslumo, prie GPS imtuvo yra naudojamas papildomas diferencialinis GPS imtuvas (Differential GPS, DGPS). DGPS imtuvas koordinačių tikslumą gerina pasinaudodamas antžemine stotimi. Antžeminė stotis, priėmusi palydovo signalą, apskaičiuoja jo paklaidą ir kitu radijo dažniu siunčia „patikslintą“ signalą DGPS imtuvui.
Anksčiau GPS sistemos kūrėjai ir savininkai naudojo tyčinį GPS signalo pabloginimą, žinomą kaip selektyvus priėjimas (SA - Selective Availability). Tai buvo tyčinis GPS signalo pabloginimas, į jo transliavimą įvedant pseudoatsitiktines paklaidas, sumažinant tikslumą iki maždaug 100 metrų atstumui ir 5 km/h greičiui. Vartotojams atblokavus trukdžių kodus, 2000 m. gegužės mėn. SA funkcija buvo išjungta.
Signalo priėmimo sąlygas gali gadinti ir atmosfera, ir aukšti objektai šalia imtuvo (kalnai, tankus miškas, pastatai, tuneliai ir pan.). Tačiau kai erdvėje tarp imtuvo ir GPS palydovo lyja ar sninga, tai neturi juntamos įtakos priimamam GPS signalui. GPS imtuvams gali kenkti žaibai.
Normaliam darbui GPS imtuvas turi „matyti“ bent 3 palydovus. Pastatui užstojus kelis palydovus iš vienos pusės, darbas nesutriks, jei aparatas tuo metu „matys“ daugiau palydovų. Automobiliniuose GPS navigacijos aparatuose būna ne mažiau 12 GPS imtuvų kanalų. Pavyzdžiui, atviroje Lietuvos teritorijoje 2007 m. portatyviniai aparatai su SIRF-III „matė“ iki 20 palydovų, o naujesni imtuvai (nuo 2007 m. II pusmečio) „mato“ iki 30 palydovų.
GPS sistema su papildoma įranga pritaikoma navigacijoje - apskaičiuojamas maršrutas tarp pasirinktų taškų, rodomas objekto judėjimas detaliame žemėlapyje, teikiami grafinio kelvedžio nurodymai, kaip įveikti artėjančias kryžkeles, sankryžas ar posūkius, o nukrypus - kaip vėl sugrįžti į maršrutą. GPS navigacija masiškai taikoma transporto, turizmo ir kitose srityse.
Navigacijos blokų evoliucija automobiliuose
Nuo stacionarių sistemų iki nešiojamų prietaisų
Pirmųjų stacionarių automobiliams skirtų navigacijos sistemų blokai buvo montuojami įvairiose vietose - po sėdyne, daiktadėžėje ar netgi bagažinėje. Ilgainiui juos pakeitė į multimediją integruoti monitoriai. Kitas progreso žingsnis - į multimedijos bloką įdėtas ganėtinai didelės spartos procesorius. Taip atsirado sistemos su radijo imtuvu, kompaktinių diskų grotuvu bei navigacijos įranga.
Pirmieji plačiai paplitę nešiojamieji GPS navigacijos įtaisai rinkoje pasirodė po to, kai Vokietijos elektronikos prekių milžinas VDO įsigijo automobilių įrangą gaminusį „Philips“ padalinį. „VDO Dayton“ pavadinimu žinomi prietaisai buvo itin kompaktiški, lengvi ir paprastai perkeliami į norimą transporto priemonę. Jų įstrižainės dydis siekė maždaug 3 colius, ekranas buvo spalvotas, o patį prietaisą buvo galima bet kur perkelti. Tai buvo tikras perversmas, parodęs, kad nereikėtų apsiriboti vien tik stacionariais įtaisais. Sukurtas navigacijos įrankis lengvai tilpo į delną ir rodė ne tik rodykles, bet ir automobilio judėjimą žemėlapyje.
Rinkos lyderiai ir technologiniai pokyčiai
Greitai rinkai savo navigacijos įrenginius pristatė ir kitos įmonės, tarp kurių buvo tuomet dar ne taip plačiai žinomas olandų prekių ženklas „TomTom“. 2004 metais pristatytas pirmasis šio gamintojo kūrinys buvo plonesnis, turėjo didesnį ekraną ir šiek tiek greičiau veikė. Trečiąja bendrove, aktyviai įsitraukusia į navigacijos įrangos tobulinimą, buvo „Garmin“. Pirmieji JAV gamintojo produktai nebuvo labai geri - ypač nuvylė nepatogus jų naudojimas. Situacija pasikeitė ėmus tobulėti mobiliesiems telefonams. „Garmin“ pristatė pirmuosius įrenginius su jutikliniu ekranu, kuriuose buvo montuojami spartesni procesoriai.
Pirmosios navigacijos prietaisuose netgi nebuvo diegiami šalies žemėlapiai. Tokiais ant priekinio stiklo montuojamais priedėliais įprastai naudojosi į užsienį keliaujantys tautiečiai. Pirmieji navigacijos sistemas įsigiję žmonės buvo tikri šios srities pionieriai. Tuomet kiti pamatė, kaip tai veikia, ir įranga neregėtai išpopuliarėjo.
Išmanieji telefonai ir integruotos sistemos
Pastebimai išaugus išmaniųjų telefonų funkcionalumui, situacija pasikeitė. Panašiu laiku pasirodė „Waze“ žemėlapiai ir kitos programėlės, kurios savo naudojimo patogumu ėmė lenkti daugybę specializuotų elektronikos prietaisų. Dabar lengviesiems automobiliams skirti išoriniai navigacijos įrenginiai gaminami orientuojantis į vyresnio amžiaus žmones, kurie galbūt mažiau naudojasi išmaniaisiais telefonais.
Dauguma automobilių gamintojų šiuo metu išgyvena pereinamąjį etapą - siūlomi patogūs programėlių dubliavimo įrankiai, tokie kaip „Android Auto“ ir „Apple CarPlay“, ir tuo pat metu bendromis jėgomis su didžiausią patirtį turinčiomis įmonėmis tobulinamos naujos kartos integruotos navigacijos sistemos. Nors „Android Auto“ ir „Apple CarPlay“ sąsajai daugeliu atvejų vis dar reikalingas laidas, tai yra vienas iš nedaugelio jos trūkumų, palyginti su integruota navigacijos įranga. Pastaroji technologija bene dažniausiai įvardijama kaip rimčiausia konkurentė „Google Maps“ ir šiam technologijų gigantui priklausančiai „Waze“ programėlei. Naujausios automobiliuose montuojamos vidinės navigacijos sistemos vizualiai atrodo nepaprastai efektingai, o jų valdymas yra patogesnis.
Sutrikus interneto ryšiui, pavyzdžiui, naujame „Peugeot 508“ modelyje, navigacija veiks per įdiegtą programinę įrangą. Informacija apie eismo sąlygas atnaujinama realiuoju laiku, todėl šiuolaikinės sistemos yra funkcionalesnės. Net ir patys vartotojai gali pranešti apie kelyje pasitaikančias kliūtis ir galimus pavojus. Automobilių gamintojai ilgainiui suprato, kad vartotojams reikalinga išmanioji navigacija, todėl galime stebėti naują navigacijos produktų evoliucijos etapą, kai integruojami junglumo sprendimai, pasitelkiama debesija ir kitos daiktų interneto galimybės.
tags: #navigacijos #blokas #kas #tai